在阐述目前国内外HCFCs替代形势的基础上,对热泵空调及冷冻冷藏系统典型HCFCs制冷剂R22和其传统替代制冷剂（R410A,R407C,R404A,R507A）,以及低温室效应R22替代物（R161,R290,RTJU4,R32,R717及R1234yf）的热力性能、循环性能及其可燃特性进行对比与分析。结果表明,R161,R290,RTJU4,R717,R32不仅具有零ODP较低GWP值的优势,其热力学及传热学特性也优于传统的HCFCs替代物,其中部分工质在一定的应用条件下具有较好的循环性能。R32,R1234yf和RTJU4的可燃性较小;RTJU4在系统循环性能上具有较明显的优势;R717具有较好热力学、传热学和循环特性,经进一步的系统和部件改进也具有较强的替代潜力。

对国内制冷剂R290作为R22替代工质的研究进展进行回顾,首先从热力学特性角度说明R290替代R22的可行性,并对R290在家用空调器等方面替代R22的理论分析和试验研究方面的进展进行陈述,进而对R290在复叠式制冷循环以及自行复叠制冷循环中的理论和试验研究进行论述。指出虽然R290在国内还未得到推广使用,但用来替代R22具有一定的可行性。

采用环保制冷剂R290取代R22应用于四级自动复叠制冷系统，理论模拟计算表明，R290与R22有较相似的热物理性质，并且相同温度条件下R290有更低的饱和压力；相同压力条件下具有更大的汽化潜热，与R23组成非共沸混合工质能够获得更低的蒸发温度。采用混合制冷剂R290／R23／R14／R50进行试验，获取了-142℃的理想低温，冷量达到105W。

制冷剂R290作为一种环保制冷剂,已在小型全封闭系统中逐渐推广应用。R290作为一种可行的制冷剂用在商用冷柜上具有良好的能效,但对于丙烷的易燃性必须采取切实可行的措施。本文根据长期的设计和应用经验,在分析了R290制冷剂应用特性的基础上,给出了R290的工作压力、充注量等应用特性,给出了与之匹配的材料选择、系统节流装置的选用,在冷柜系统及结构设计方面给出了控制制冷剂泄漏量、避免泄露的制冷剂聚集、避免出现点火源、避免点火源与可燃源共同存在等安全措施。

通过分析国外对R290水平光滑管内和强化管内的流动凝结换热的研究，得出R290管内换热系数较常规工质高，而强化管内的凝结换热系数明显高于光滑管。另外还列举了一些典型的凝结换热关联式，并提出了进一步研究工作的建议。

出于安全的考虑，R290应用于家用空调，充注量会受到限制，由此对制热量产生了不利的影响。本文以直流变频热泵空调为测试样机充注11290制冷剂，通过调整换热器的翅片宽度和内螺纹铜管管径大小，研究制热量的变化。研究发现改变换热器的翅片宽度影响较小，但将蒸发器的内螺纹铜管的管径从7mm减小到5mm，制热量可提升约3％。

分析了R290应用于家用空调的优势及可行性，采用某企业生产的R22家用冷风型分体机，直接充注R290制冷剂，在焓差实验室内调整毛细管规格及制冷剂灌注量，使性能达到最佳状态，结果表明：R22系统直接灌注R290制冷剂，灌注量仅为原来的44．7％，但制冷量下降13．64％，能效比稍有提高。为进一步减小灌注量、提高制冷量，采用了平行流换热器作为冷凝器，重新调整灌注量及毛细管规格，结果显示R290灌注量大幅减少，制冷量及能效比显著提高， R290灌注量的减少有利于制冷系统的安全性。

分析了R290替代R22存在的优势，采用某企业生产的R22家用空调外机与套管换热器作为原型机，分别灌注R22和R290，灌注R290的同时更换大排量压缩机，调整节流装置最佳，优化灌注量，试验参照GB/T 18430．2-2008名义工况进行。结果表明：R290系统灌注量仅为R22的44．7％，制冷及制热名义工况下R290能力及能效比均不低于R22，但R290系统排气温度及压缩比明显低于R22。 R290可以替代R22用于风冷冷热水机组，相应的压缩机排量应增加19％左右。

作为一种兼顾环保、节能的制冷剂,R290与R22的标准沸点、凝固点、临界点等基本物理性质非常接近,具备替代R22的基本条件,拥有广阔的应用前景和市场价值。但由于其与空气混合能形成易燃易爆混合物,存在重大安全隐患,抑制了R290制冷产品的推广和应用。本文通过总结国内外学者对改善R290制冷系统所做的研究,分析了R290替代R22存在的弊端,对提高R290系统安全性的解决方案进行综述,并根据最新研究,分别从减少制冷剂灌注量、间接使用R290以及加入阻燃剂方面对今后的研究方向作出展望,以期推广R290在制冷产品中的使用。

天然工质R290是现今备受关注的房间空调器替代工质之一,但其润滑油的选择尚未统一。应用于R22的矿物油与R290有良好的互溶性,但选用矿物油作为R290压缩机润滑油时,油池中溶解的制冷剂过多,导致润滑油工作黏度不足,并增加系统所需充注量,因此需要更大的粘度等级。PAG合成油与R290部分互溶,其互溶程度可以通过改变PAG的分子结构调整。目前,部分R290房间空调器选用了互溶性较差的PAG油。本文针对R290房间空调器的润滑油选择问题,对以往工质替代过程(HFC替代R12、R22,R32替代R410A)中有关制冷剂/润滑油较差的互溶性对空调器性能影响的研究进行了综述,并对R290系统应用互溶性较差的润滑油进行了评价。